地铁防水体系施工技术研究
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作者: 王春华
摘 要：随着中国城市的发展，许多大中型城币都建设了或者正在建设地铁工程。地铁在现代城市发展的过程中占据着重要地位，地铁施工的安全性也随着城市地铁建设的扩展而越来越受到人们的关注。本文首先分析地铁防水施工的目的与意义，然后讨论施工要求与原则，最后着重对现阶段的主要地铁防水施工技术进行了探讨。
关键词：地铁工程；防水技术；排水措施
1 地铁工程的防水目的及意义
地铁防水是地铁建造质量的重要环节，防水的好坏关系到地铁的使用性、耐久性、安全性，这就要求地铁需具有良好的防水性能，主要表现为以下几方面：
1.1 地铁安全、常规运营需要防水
地铁是人流拥挤、密集的地方，同时也是电力设备集中设置的地方。因此保证人员的舒适和设备的防潮是非常重要的事情。
1.2 地铁工程本身的安全和持久性需要良好防水
当侵蚀性地下水侵入钢筋混凝土中时，会发生化学反应，腐蚀墙体，降低混凝土的硬度和强度，同时在混凝土内部的钢筋也会被侵蚀，使得钢筋混凝土的承重力被削弱，造成坍塌的隐害。
1.3 环境保护需要地铁防水
我国一直都面临着水资源短缺的问题，尤其是城市。当地铁工程渗水排至地面时，不仅仅宝贵的地下水被浪费掉了，地面植被遭到淹埋，地下水水位的下降也将使地面下沉，地表不平均，地上建筑物会沉降或塌陷。
1.4 地铁运营阶段减少维修成本需要良好的防水
地下水的渗漏将带来地铁内部装潢的霉变，潮湿的空气会腐蚀铁轨，使铁轨生锈。地铁内部的线路一旦遭到侵蚀，不但会发生触电、漏电等隐患，将会给线路运营带来极大的安全事故和不可控性。
2 地铁防水施工的要求与一般原则
2.1 地铁防水施工要求
按照《地铁设计规范》，地铁车站和机电设备集中地段防水等级为一级，即不允许渗水，结构内表面无湿渍。结合地铁结构的防水原则，可将设防标准定为：多道设防，其中必有一道结构自防水，并根据需要可设附加防水措施。地铁区间隧道及连通道等附属工程，防水等级为二级，结合地铁结构的防水原则，可将设防标准定为：一道或二道设防，其中必有一道是结构自防水，并根据需要可采取其他的附加防水措施。结构自防水是区间隧道防水的根本，任何辅助性防水措施都不是万能的，必须重视结构自防水。
2.2 地铁主要的防水施工原则
（1）依据工程实体的结构和用途等具体特点，兼顾全封闭性和排水性，秉着以防为主、防排结合，因地制宜，多道设防，刚柔结合，经济效益，综合治理的原则，确保工程能够不渗不漏，安全稳定。
（2）必须在充分考虑结构自防水的情况下，做围护结构。钢筋混凝土围护结构要能够达到不渗不漏，严丝合缝，治标治本，寿命长久的要求，考虑具体工程是否需要抗渗标号和防水混凝土抗压强度试验的措施，确保防止变形缝、穿墙管道和施工缝等接缝在结构中产生。
3 地铁工程中的主要防水技术
3.1 主动防水技术
3.1.1 降 水
在地下水位下开凿隧洞或深挖基坑时，为了能够满足施工需要，营造适宜的施工环境，必须阻止基底、基坑或隧道侧面的渗水；为了不致使边坡发生小面积滑坡的现象，危害工作人员人身安全，必须防止侧壁或基层土壤流失；为了减少隧道内的空气压力，应在隧道初期，尽量降低侧柱支扩的压力；为了不使基底在施工过程中隆起并且破坏；为了更好地改善基坑和填土的砂土特性，这一切都需要降低地下水才能完成。
一般来说，可以用井点降水法和集水明排法来降低地下水的水位。井点降水法即为了达到降水目的，对地下水施压，通过力的作用，挤压使地下水能够排出。
集水明排法目的在于疏干地下水，即先在坑中挖出集水井，经由开挖的集水沟疏导，用泵将地下水从井中抽出。
不过，对当今社会而言，水资源十分宝贵，而且地铁线一般处于人口稠密、建筑物林立的繁华地区，长时间、大量抽排地下水，将对建筑物的稳定性造成影响，甚至产生区域性地而沉降。同时，考虑到对地下水资源的保护，在降水的同时，增加回灌措施，采用降水与回灌相结合的方法，既达到了无水施工的目的，又保护了地面建筑物的稳定和地下水资源。
3.1.2 引 流
引流是指在地铁工程隧道开挖支护施工过程中，通过设置排水管、排水沟方式，使地下水从势能高地方向势能低的地方流动，最后通过水泵将水流抽出。
3.1.3 区域性水份转移
区域性水份转移是指利用大自然的规律，实现在枯水期修建地铁工程。如武汉长江隧道修建过程中，其入口段地处长江三级阶地，与长江水、汉江水有密切的水力联系，当长江水处于枯水期时地下水补给长江水，从而地下水压力、流量减小，有利于地铁施工。
3.2 被动防水技术
被动防水技术可以分为结构防水和材料防水。地铁工程自身结构在起到承受围岩荷载的同时又是防水结构，所以称之为结构防水。不参与承受围岩荷载而只依靠自身的防水性能产生防水作用的，称为材料防水。因此结构防水和材料防水的区别就在于是否参与了承受荷载。
3.2.1 结构防水（堵水）
当采用钢筋混凝土和混凝土做围护结构时，强调做好围护结构的防水，把其视为治本的项目和永久防水线，做到不渗不漏，称之为结构防水。在地铁车站施工中常用的方法有：
（1）连续墙堵水。在施工前构筑的钢筋混凝土地下连续墙结构，利用其自身具有的整体性和混凝土的抗渗性，能达到堵水的效果；
（2）旋喷桩堵水。即在基坑支护坡桩完成后，再在支护桩之间的不连续部分补插旋喷桩，以封堵住地下水。但其对于渗透系数大的含水层，往往达不到堵水的目的。
（3）深层搅拌水泥土墙挡土止水技术。通过水泥与土层的搅拌混和，提高了土层的承载能力和止水能力，起到堵水的功能。 （4）浅埋暗挖法。浅埋暗挖法又能分成正台阶法、眼镜法、中洞法、CRD工法、平顶直墙暗挖法、半断面插刀盾构法、柱洞法等等，浅埋暗挖法是一种涉及到的地面拆迁相对较少，不影响地面交通的方法，所以经常被应用在实际工程作业中。
3.2.2 材料防水（堵水）
在地铁防水工程中，只采用结构防水并不能满足防水要求，必须增加附加防水层。这附加防水层并不能承受围岩荷载，因此称之为材料防水。附加防水层作为隔离层是一道重要的防水线，起隔水作用，目的是补偿增强结构总体防水效果。
例如武汉地铁二号线的施工缝防水问题，在该工程中，就使用了双道遇水膨胀嵌缝胶材料，这种材料具有较好的缓胀性能，搭配注浆管，使浆液填充到嵌缝胶范围内的空隙，这样就达到了止水的目的。同时，二号线也使用了PZ制品型遇水膨胀止水条，这种材料由于具有遇水膨胀的性能，在防渗作业中起到了重要作用。
在浅埋暗挖法施作的地铁工程中，材料防水主要是采用柔性外包防水层，作为地下车站结构的“辅助防水层”，其设置在初期支护结构内表面、包裹在二次衬砌结构的外表面。例如，在初期支护喷射混凝土和二次衬砌模筑防水混凝土之间采用高分子树脂板材（如ECB、EVA板材等）作防水隔离层，就能起到较好的防水效果；而且对二次衬砌模筑防水混凝土来说，亦非常有利。
而在盾构隧道中，一方面，材料防水主要是通过管片外防水来实现。管片外防水包括设置管片外防水防腐层及管片外注浆两方面内容；另一方面，特殊部位的防水措施也属于材料防水措施。
4 结 语
由于地质成因的复杂性、支护条件多变性、地下水赋存多样性等，使得地下水问题是一个涉及多学科交叉的复杂岩土工程问题。因此，要从理论、实践中一劳永逸解决地下水问题是相对困难的。目前地铁工程地下水影响研究尚处于初步阶段，如地铁地下水分类标准、地铁地下水防水标准等一系列问题有待展开进一步研究。地铁改善地面交通、减缓城市拥挤具有重要意义，地铁工程按照百年工程的标准进行设计，这比一般工程的标准更加严格，倘若防水未做好，工程的百年寿命将难以保证。因此，重视地铁防水，精心设计、精细施工应充分落实。
参考文献
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[2]汪 平.隧道防水防渗漏方法探讨[J].中国新技术新产品，2010（021）：85～86.
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